一种Ka波段上变频装置和上变频方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种Ka波段上变频装置和上变频方法，其中，所述装置包括依次相连的调制模块、脉冲整形模块、开关模块以及谐波滤波器，其中：所述调制模块用于将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号；所述脉冲整形模块用于将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号；所述开关模块用于将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号；所述谐波滤波器用于从所述谐波信号的多个谐波中过滤出目标谐波，并将所述目标谐波作为上变频信号输出。本发明专利技术实施例提供的Ka波段上变频装置和上变频方法，能够避免使用昂贵的高频器件，以降低终端产品的成本，同时还能够抑制链路中的杂散。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信领域，具体涉及一种Ka波段上变频装置和上变频方法。
技术介绍
由于低频段的频谱紧张，通信频率日趋向越来越高的频率发展，Ka波段以后将是卫星通信的主流频段。目前到Ka波段的发射机结构均是二次或三次上变频的超外差结构，该结构复杂度高，带内杂散较难抑制，并且Ka频段的频率源、混频器等器件价格昂贵，直接导致终端产品价格升高。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种Ka波段上变频装置和上变频方法，能够避免使用昂贵的高频器件，以降低终端产品的成本，同时还能够抑制链路中的杂散，保证上变频信号的纯净。为实现上述目的，本专利技术实施例一方面提供一种Ka波段上变频装置，所述装置包括依次相连的调制模块、脉冲整形模块、开关模块以及谐波滤波器，其中：所述调制模块用于将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号；所述脉冲整形模块用于将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号；所述开关模块用于将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号；其中，所述谐波信号中相邻谐波之间的频率间隔由所述谐波信号中的基波频率确定；所述谐波滤波器用于从所述谐波信号的多个谐波中过滤出目标谐波，并将所述目标谐波作为上变频信号输出。进一步地，在所述谐波滤波器之后，所述装置还包括相连的功率放大器和带通滤波器，其中：所述功率放大器用于将所述目标谐波的功率放大至预设功率，其中，所述预设功率根据所述带通滤波器的插损以及上变频信号的功率指标确定；所述带通滤波器用于滤除经过功率放大后的目标谐波中携带的杂散和其它谐波，以输出上变频信号。进一步地，所述调制模块包括第一相位调制链路、第二相位调制链路、90°移相器、本地振荡器和加法器，其中，所述第一相位调制链路和第二相位调制链路结构相同，均包括依次相连的前置滤波器、功率放大器以及相位调制器，两个相位调制器的输出端口分别与所述加法器的两个输入端口相连，所述本地振荡器输出的一路信号输入所述第一相位调制链路中的相位调制器，另一路信号经过所述90°移相器之后输入所述第二相位调制链路中的相位调制器，所述加法器的输出端口与所述脉冲整形模块的输入端口相连。进一步地，所述脉冲整形模块包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、电容和电阻，其中，所述第一反相器、第二反相器、第三反相器依次相连，所述第三反相器通过相连的所述电容和电阻后接地，所述电容和电阻之间与所述第四反相器的输入端相连，所述第四反相器的输出端与所述开关模块相连。进一步地，所述开关模块包括限流电阻和开关组件，其中，所述限流电阻通过所述开关组件接地，所述限流电阻上加载所述预设偏置电压信号，所述开关组件上加载所述方波信号，所述限流电阻和所述开关组件之间输出谐波信号。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种Ka波段上变频方法，所述方法包括：将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号；将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号；将所述方波信号作为被调制信号，利用预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号；其中，所述谐波信号中相邻谐波之间的频率间隔由所述谐波信号中的基波频率确定；从所述谐波信号的多个谐波中过滤出目标谐波，并将所述目标谐波作为上变频信号输出。进一步地，所述方法还包括：所述目标谐波的功率放大至预设功率，其中，所述预设功率根据链路中带通滤波器的插损以及上变频信号的功率指标确定；滤除经过功率放大后的目标谐波中携带的杂散和其它谐波，以输出上变频信号。进一步地，将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号具体包括：在两路基带信号经过前置滤波和放大后，将其中一路基带信号通过本振信号进行相位调制，得到所述预设波段的第一分量信号；将所述本振信号进行90°移相，并利用移相后的本振信号对另一路基带信号进行调制，得到所述预设波段的第二分量信号；将所述第一分量信号和第二分量信号叠加，得到所述预设波段的正交调制信号。进一步地，将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号具体包括：将所述正交调制信号经过两次反相，得到占空比为1的方波信号；将所述占空比为1的方波信号经过振荡电路后得到振荡信号；将所述振荡信号输入反相器，得到占空比小于1的方波信号。进一步地，将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制具体包括：当所述方波信号处于低电平时，输出与所述预设偏置电压信号幅度相同的信号；当所述方波信号处于高电平时，输出信号的幅度为0。由上可见，本专利技术实施例提供的Ka波段上变频装置和上变频方法，通过将基带信号转换为预设波段上的正交调制信号，然后可以将正交调制信号整形为含有丰富高次谐波的方波信号。接着通过方波信号对预设偏置电压信号进行调制，从而能够得到含有已调制信号信息的高次谐波。通过谐波滤波器筛选出所需频率的谐波分量，从而能够得到上变频后的信号。本专利技术实施例中使用的基本都是低频器件，从而节省了装置的成本。进一步地，通过带通滤波器将信号中包含的杂散和其它谐波分量滤除，从而有效地保证了上变频信号的纯净。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本实施例所述的上变频装置的结构示意图；图2是本实施例中调制模块的示意图；图3是本实施例中脉冲整形模块的示意图；图4是本实施例中脉冲整形模块内的波形示意图；图5是本实施例中开关模块的示意图；图6是本实施例所述的上变频方法的流程图。贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。具体实施方式提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由专利技术人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。请参阅图1，本申请实施例提供一种Ka波段上变频装置，所述装置包括依次相连的调制模块100、脉冲整形模块200、开关模块300以及谐波滤波器400。在本实施例中，所述调制模块100用于将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号。所述预设波段例如可以是L波段或者S波段。所述脉冲整形模块200用于将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号。所述开关模块300用于将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号。其中，所述谐波信号中相邻谐波之间的频率间隔由所述谐波信号中的基波频率确定。所述谐波滤波器400用于从所述谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ka波段上变频装置，其特征在于，所述装置包括依次相连的调制模块、脉冲整形模块、开关模块以及谐波滤波器，其中：所述调制模块用于将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号；所述脉冲整形模块用于将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号；所述开关模块用于将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号；其中，所述谐波信号中相邻谐波之间的频率间隔由所述谐波信号中的基波频率确定；所述谐波滤波器用于从所述谐波信号的多个谐波中过滤出目标谐波，并将所述目标谐波作为上变频信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种Ka波段上变频装置，其特征在于，所述装置包括依次相连的调制模块、脉冲整形模块、开关模块以及谐波滤波器，其中：所述调制模块用于将输入的基带信号调制为预设波段的正交调制信号；所述脉冲整形模块用于将所述正交调制信号转换为占空比小于1的方波信号；所述开关模块用于将所述方波信号作为调制信号，对预设偏置电压信号进行调制，以生成具备多个谐波的谐波信号；其中，所述谐波信号中相邻谐波之间的频率间隔由所述谐波信号中的基波频率确定；所述谐波滤波器用于从所述谐波信号的多个谐波中过滤出目标谐波，并将所述目标谐波作为上变频信号输出。2.根据权利要求1所述的Ka波段上变频装置，其特征在于，在所述谐波滤波器之后，所述装置还包括相连的功率放大器和带通滤波器，其中：所述功率放大器用于将所述目标谐波的功率放大至预设功率，其中，所述预设功率根据所述带通滤波器的插损以及上变频信号的功率指标确定；所述带通滤波器用于滤除经过功率放大后的目标谐波中携带的杂散和其它谐波，以输出上变频信号。3.根据权利要求1所述的Ka波段上变频装置，其特征在于，所述调制模块包括第一相位调制链路、第二相位调制链路、90°移相器、本地振荡器和加法器，其中，所述第一相位调制链路和第二相位调制链路结构相同，均包括依次相连的前置滤波器、功率放大器以及相位调制器，两个相位调制器的输出端口分别与所述加法器的两个输入端口相连，所述本地振荡器输出的一路信号输入所述第一相位调制链路中的相位调制器，另一路信号经过所述90°移相器之后输入所述第二相位调制链路中的相位调制器，所述加法器的输出端口与所述脉冲整形模块的输入端口相连。4.根据权利要求1所述的Ka波段上变频装置，其特征在于，所述脉冲整形模块包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、电容和电阻，其中，所述第一反相器、第二反相器、第三反相器依次相连，所述第三反相器通过相连的所述电容和电阻后接地，所述电容和电阻之间与所述第四反相器的输入端相连，所述第四反相器的输出端与所述开关模块相连。5.根据权利要求1所述的Ka波段上变频装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘民伟，朱进宇，王艳峰，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11